心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，包括以下步骤，S1：预处理，去除高频噪声和基线漂移；S2：基于多分辨率窗口搜索法进行波形标记，并提取每个波形的宽度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相邻波形特征差Dif(i)；S3：小波分解，提取出每个波形的小波特征Dw(i)；S4：将L(i)、H(i)、Dif(i)以及Dw(i)组成四维特征向量，并进行归一化处理；S5：分类识别；S6：计算心肺复苏质量评估指标。其显著效果是：能够正确地识别按压和通气波形，有效去除伪按压波形，算法的阳性检测率和敏感度非常理想，能够达到实时处理的要求，输出的各项评估指标可以实时反馈给心肺复苏操作人员，便于其调整心肺复苏操作，达到为CPR过程提供指导的目的。
【专利说明】心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到生物电子信息【技术领域】，具体地说，是一种心肺复苏中的胸阻抗信 号处理方法。
【背景技术】
[0002] 胸外按压（CC)是心肺复苏（CPR)中试图恢复人体自主循环的重要技术，其在基础 生命支持的地位越来越受到重视。胸外按压频率，按压通气循环周期，按压通气参数等CPR 核心技术是保证CPR质量的关键问题。通过对胸外按压的检测分析，实时反馈给救援者为 心肺复苏过程提供参考，以此避免不必要的按压中断，并让CPR过程中的ECG检测无瑕疵间 隔以正确的评估按压节奏，使救援操作更为标准。
[0003] 胸阻抗（TTI)信号值主要是指在心肺复苏过程中人体阻抗的变化，其主要包含了 操作者实施胸外按压造成人体胸腔形变而产生的阻抗信号以及由心脏和血管内血流等变 化引起的阻抗信号变化两方面信息。胸阻抗（TTI)信号是监测心肺复苏中胸外按压质量的 重要指标。
[0004] 目前已有研究表明，在心肺复苏过程中，胸外按压的快慢、深度均能反映在胸阻抗 信号波形中，并且可准确的估算出瞬时的按压频率。通过对胸阻抗信号的检测分析，指导胸 外按压具有可实施性和积极的参考意义，可增加心肺复苏操作的成功率。但是通过对胸阻 抗信号进行实时检测反应心肺复苏质量的多个参数的研究尚未见报道。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自动分类识别TTI信号中的按压 波形和通气波形，完成按压频率、按压通气比和按压时间比等参数的计算，并结合先验知识 智能的完成对心肺复苏质量的监测评估的胸阻抗信号处理方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明表述一种心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，其关键在 于按照以下步骤进行：
[0007] Sl:将采集的胸阻抗信号进行预处理，去除高频噪声和基线漂移；
[0008] S2:基于多分辨率窗口搜索法对预处理后的胸阻抗信号进行波形标记，并 提取每个波形的宽度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相邻波形特征差Dif(i)，其中
【权利要求】
1. 一种心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，其特征在于包括以下步骤： 51 :将采集的胸阻抗信号进行预处理，去除高频噪声和基线漂移； 52 :基于多分辨率窗口搜索法对预处理后的胸阻抗信号进行波形标记，并提 取每个波形的宽度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相邻波形特征差Dif(i)，其中
53 :对预处理后的胸阻抗信号进行小波分解，并按照= ^提取出每个波形的 Ρ(ι) 小波特EDw(i)，其中H(i)为第i个波形幅度特征，P(i)为第i个波形对应的第5层小波 系数段的能量P(i); 54 :将每个波形的宽度特征L(i)、幅度特征H(i)、相邻波形特征差Dif(i)以及小波特 iDw(i)组成四维特征向量，并进行归一化处理； 55 :将步骤S4所得的四维特征向量作为特征参数进行分类识别，将波形分为按压波形 和通气波形； S6:根据波形识别结果计算出胸阻抗信号对应的心肺复苏质量评估指标。
2. 根据权利要求1所述的心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，其特征在于：步骤S2中 所述的基于多分辨率窗口搜索法采用了三种分辨率，对应的窗口长度分别为20、40和60。
3. 根据权利要求1所述的心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，其特征在于：步骤S5采 用基于密度加权与偏好信息的K-均值聚类算法进行分类识别，具体步骤为： S5-1 :按照X'u =XiJwi对第i个波形的第j个特征进行密度加权； 其中j= 1?4,四维特征向量Xi= (xn,xi2,xi3,xi4)中的元素分别对应为L(i)、H(i)、Dif(i)以及Dw (i)，Wi=λ[Ι-dens'（Xi)]，dens'（Xi)为dens(Xi)的归一化结果， Nι.?ιγIIn7 Ciensixj )=办-为第i个波形的密度函数，a=IYZhΙΓ表示领 W=1 Yiv^iVl)m=i 域的有效半径，λ为系数，N为当前采样波形的个数； S5-2 :利用K-均值聚类分析得到初步的按压波形聚类结果C。。和通气波形聚类结果Cv; S5-3:对通气波形聚类结果Cv中的波形所对应的特征信息按照X"u =X'#γ加入 偏好信息Y，再次进行K-均值聚类分析； S5-4 :判定按压通气比是否大于14,如果是则分类结束；否则返回步骤S5-3继续加入 偏好息。
4. 根据权利要求1所述的心肺复苏中的胸阻抗信号处理方法，其特征在于：步骤S6中 所述的质量评估指标包括： 实时按压频率：./ _ [(C/,-C7丨,)-W丨,)]/300， 按压通气比：P=Vq; 按压时间比心[(α，- c I 其中，300为采样频率，C为按压次数，CItl为分类识别后的按压波形的第一个波峰序列 号，CI1S分类识别后的按压波形的最后一个波峰序列号，VItl为分类识别后的通气波形的 第一个波峰序列号，VIq为分类识别后通气波形的最后一个波峰序列号，1、q分别为按压波 形的波峰个数和通气波形的波峰个数，I为信号当前采样点数。
【文档编号】A61B5/053GK104305994SQ201410653305
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】李勇明, 吕洋, 王品, 朱雪茹, 吴烨, 刘倩倩, 李帆 申请人:重庆大学